数 学 归 纳 法二讲第用数学归纳法证明等式题型 ( 一 )主要考查利用数学归纳法证明与正整数有关的代数等式
[典例感悟] [例 1] (2019·南师附中、天一中学四月联考)设(t+x)n=a0(t)+a1(t)x+a2(t)x2+…+ar(t)xr+…+an(t)xn,其中常数 t∈R, n∈N *,ar(t)(r=0,1,2,…,n)是与 x 无关的常数. (1)若 n=4,a3(t)=32,求 t 的值; (2)当 n=3m,m∈N *时,求证:r=0m a3r(1)=2n+2×(-1)n3
[解] (1)因为 n=4,a3(t)=32,所以 C34·t=32,因此 t=8
(2)证明:利用数学归纳法证明如下: 由题意得,a3r(1)=C3rn =C3r3m,r=0,1,2,…,m
①当 m=1,即 n=3 时, r=01 , a3r(1)=C 03+C 33=2,23+2×(-1)33=2,所以所证等式成立. ②假设当 m=k(k∈N *),即 n=3k 时,所证等式成立,即 r=0k a3r(1)=C03k+C33k+…+C3k3k=23k+2×(-1)3k3, 则当 m=k+1,即 n=3k+3 时, r=0k+1 a3r(1)=C03k+3+C33k+3+…+C3r+33k+3+…+C3k3k+3+C3k+33k+3,又 C3r+33k+3=C3r+33k+2+C3r+23k+2=(C3r+33k+1+C3r+23k+1)+(C3r+23k+1+C3r+13k+1)=C3r+33k+1+2C3r+23k+1+C3r+13k+1=(C3r+33k+C3r+23k)+2(C3r+23k+C3r+13k)+(C3r+13k+C3r3k)=C3r3k+3C3r+13k+3C3r+23k +C3r+33k ,其中 r=0,1,2,…,k-1